基于STM32 的语音识别垃圾分类技术

杨茶喜 陈丽 芦敏琪 莫小灵

（新余学院 中兴通讯信息学院，江西 新余 338000）

一、总体设计线路

该语音识别器的总体主要分为四个模块，即电源模块，语音识别模块，语音播放模块，OLED 屏幕显示模块。电源模块为整个系统提供电源，支撑语音识别器的整体运作；语言识别模块识别用户说出的垃圾名称；STM32 系统将接收到的数字语音信号进行分析处理，得出垃圾分类结果；语音播放模块将垃圾分类结果告知给用户；OLED 屏幕显示模块用于显示工作状态开启或者关闭。具体的系统总体布局如图所示：

二、模块介绍

（一）电源模块

电源模块主要用于为整个系统提供一个稳定的电源，让系统能够稳定的运行。该模块由一个大容量的3.7V 锂电池、锂电池充电模块与DC-DC 升压模块3 个部分组成。

这里DC-DC 升压模块使用的是MT3608 模块，MT3608 是一款固定频率的同步升压IC，其开关频率为1.2MHz，允许使用微型低成本电容器。可延长电池寿命。MT3608 的特点是在轻负载时，自动切换到脉冲频率调制模式。其包括限流、低压闭锁和过载保护，以防止损坏。该模块的最大输出电流可达2A，足够供给整个系统使用。将锂电池3.7V 的电压升压至5V，分别给STM32 最小系统板、LD3320 语音识别模块和DY-SV17 语音播放模块供电，OLED 屏幕则使用STM32 最小系统上的LDO 降压至3.3V的电压供电。

锂电池充电模块采用的是TC4056A 模块，TC4056A 是一款完整的单节锂电池采用恒定电压/恒定电流的线性充电器。当输入电压（USB 电源）移开时，TC4056A 将自动进入一个低电流状态，将漏电流将至2uA 以下。TC4056A 在有电源时也可置于停机模式，因而将供电电流降至55uA。TC4056A 还有其他特点，包括欠压闭锁、电池温度检测、两个用于指示充电、结束的LED 灯状态引脚和自动再充电。此模块带有充电保护，适合本系统使用的单节锂电池充电使用。

（二）语音识别模块

该模块上主要的芯片有LD3320 与STC11L08XE。LD3320 芯片是一款“语音识别”专用芯片，LD3320 是一颗基于非特定人语音识别（SI-ASR）技术的语音识别芯片，用户不需要进行录音与训练。不需要外接AD 转换芯片，内置了高精度A/D 转换器，只需要把麦克风接在芯片的AD 引脚上就能够采集到高精度的声音信号。模块的识别结果采用串口通信的方式传入STM32 系统，将识别结果加入数据帧头与数据帧尾进行封装，保证发送的数据准确，再发送数据帧到STM32 系统中，STM32 系统接收到完整是数据帧后，对封装的数据进行解析，最后再进行相应的处理。

（三）语音播放模块

DY-SV17F 模块板载32Mbit 的Flash 存储，对于音频文件的读取非常方便，可以采用USB 数据线连接到电脑上进行音频文件的读写。对该模块的控制有多种模式，可IO 分段触发、标准MP3、ONE_line 单总线串口控制以及UART 串口控制等七种工作模式，通过3 个配置引脚进行设置。其自带5W D 类功放，能够直接驱动4Ω，3W～5W 的喇叭。含有24 位的DAC 输出，动态范围支持90dB，信噪比支持85dB。IO 触发播放模式，通过8 个IO 口单独触发8 首曲目或8 个IO 口组合触发 255 首曲目，且每个IO 口需要滤波电容提高抗干扰能力。

ONE_line 单总线串口控制，通过协议时序与协议数据发送数据信息。UART 串口工作模式下，可以控制播放、暂停、停止、音量加减、选曲、查询当前曲目等功能，最大选曲数为65535 首，其支持的波特率为9600bps。UART 串口模式相比其他模式功能更全，相比于IO 触发模式而言，所需要的引脚少，且不需要滤波电容也能够正常使用。将该模块的CON1 与CON2 引脚的电平置为低电平，CON3 引脚的电平置为高电平，设置为UART 串口控制模式，STM32 系统根据模块所规定的协议，发送对应的数据帧，控制该模块播放对应的音频。

（四）OLED 屏显示模块

使用的为0.96 寸分辨率为128*64 的OLED 显示屏。有以下特点：有黄蓝，白，蓝三种颜色可选；其中黄蓝是屏上 1/4 部分为黄光，下3/4为蓝；而且是固定区域显示固定颜色，颜色和显示区域均不能修改；白光则为纯白，也就是黑底白字；蓝色则为纯蓝，也就是黑底蓝字。接口方式，OLED 裸屏总共种接口包括：6800、8080 两种并行接口方式、3 线或4 线的串行 SPI 接口方式、IIC 接口方式。

在系统上电时，将STM32 系统的初始化运行情况显示在OLED 屏幕上。当STM32 系统接收到语音识别信息时，将说出的垃圾与判断的垃圾类别，通过OLED 屏幕展示给用户。在没有识别到周围语音的情况下，OLED 屏幕保持息屏状态。